激光系統(tǒng)知識培訓

深圳市光大激光科技股份有限公司樂總工

2012年11月08日17:00-18:30培訓目標激光原理補充介紹公司所用的部分激光器和它們的原理下周將介紹激光加工原理目錄激光原理補充固體激光器二氧化碳激光器光纖激光器激光原理補充-橫電磁波模上：不同TM橫電磁波模下：高斯光束TM00光強分布TEM:TransverseElectromagneticMode橫電磁波模：mn數(shù)字代表節(jié)點數(shù)m-1和n-1高斯光束：TM00激光加工中的最常用的模橫截面光強成高斯分布優(yōu)點：能量集中，經(jīng)過一般光學器件后仍是高斯光束光束腰寬：光強為中心光強的1/e2=13.5%處的對應直徑值“FundamentalsofLightSourcesandLasers”,2004,MarkCsele激光原理補充-聚焦光斑計算聚焦后的高斯光束透鏡聚焦光斑大小的計算：瑞利距離（聚焦深度）的計算：λ：激光波長f：聚焦透鏡焦距M2：光束質(zhì)量因子，定義為光束發(fā)散角除以衍射極限下的發(fā)散角D0：入射光在透鏡入射處光斑大小“PracticalConsiderationsintheDesignofVisibleandUVLaserBasedMicromachiningSystems”，Cohent固體激光器DPSSL：diode-pumpedsolidstatelaser波長：1064nm，532nm，355nm二氧化碳激光器波長：10.6μm光纖激光器波長：1064nm，1070-0180nm，532nm，355nm公司部分激光器介紹CoherentInc.美國相干i.e.AVIA系列AdvancedOptowaveCorp.美國光波i.e.AWAVE系列固體激光器供應商固體激光器原理-端面泵浦激光器“HighPowerQ-switchedTEM00ModeDiode-PumpedSolidStateLaserswith>30WOutputPowerat355nm”2006.C.X.Wang增益介質(zhì)：Nd:YAG摻釹釔鋁石榴石neodymium-dopedyttriumaluminumgarnetNd:YVO4摻釹釩酸釔neodymium-dopedyttriumvanadate上：端面泵浦激光器；下：倍頻光路泵浦光源：二極管泵浦波長：1064nm，經(jīng)非線性晶體（如LBO）倍頻至532nm(SFG)，355nm(THG)固體激光器原理-Nd：YAG能級圖“LaserFabricationandMachiningofMaterials”,2008,N.B.DahotreNd:YAG激光器中釹離子能級示意圖Nd:YAG四能級激光器，容易實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)增益介質(zhì)：取代釔鋁石榴石（Y3Al5O12）中Y3+的Nd3+受激輻射的能級躍遷：4F3/2level到4I11/2可以連續(xù)出光，也可以調(diào)Q脈沖出光固體激光器原理-泵浦光譜和YAG吸收譜“FundamentalsofLightSourcesandLasers”,2004,MarkCsele“GaN-BasedLaserDiodesTowardsLongerWavelengthsandShortPulses”2012W.G.SheibenzuberYAG晶體吸收譜閃光燈泵浦發(fā)射光譜(氙燈和氪燈）紫光激光二極管發(fā)射光譜激光二極管泵浦可以更好的對增益介質(zhì)進行激發(fā)。也可以選擇性的激發(fā)增益介質(zhì)到指定能級固體激光器原理-品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)（Q因數(shù)）兩種定義為：1.諧振腔里儲存能量與每周期損失能量的比值的2π倍2.諧振頻率與諧振半高寬的比值調(diào)Q激光：一開始Q開關(guān)打開，Q因數(shù)很低，諧振腔能量損失很大，激光閾值高，不會發(fā)生